. Энергетические потери

На пути от природного ресурса до промышленного потребителя энергия любого вида проходит цепь трансформаций и преобразований. Эта «энергетическая цепочка» на всех своих стадиях имеет потери – от долей до десятков процентов.

Потери возникают во всех элементах энергетики:

• в источниках энергии,

• энергетических коммуникациях,

• в технологических установках (в энергоприемниках и в технологических аппаратах),

Наибольшие потери происходят в технологических установках при использовании: топлива – 75%, теплоты – 44,7%, электроэнергии – 55%.

Причины потерь в некоторых технологических установках:

• в технологических аппаратах топливоиспользующих установок часто отсутствует изоляция, нет хвостовых поверхностей нагрева, тепло нагретых материалов не рекуперируется и т.д.

• в энергоприемниках технологических установок не соблюдаются режимы горения, не контролируется температура уходящих газов, допускаются присосы воздуха.

• в технологических аппаратах теплоиспользующих установок часто отсутствует или недостаточна изоляция, допускается повышенный унос внутриагрегатных теплоносителей, велики присосы воздуха,

• большая часть электрической и механической энергии расходуется на электротермические процессы, преодоление силы трения и превращается в теплоту, рассеиваемую в окружающую среду.

• рабочие механизмы в силовых процессах эксплуатируются с многочисленными отклонениями от нормы: недогруженность механизмов, увеличение удельных расходов энергии, механические потери. Особенно велики мех. потери в редукторах, их КПД 85%, а паспортный – 95%, кроме того, они часто подбираются с запасом мощности, и их загрузка составляет 50%, тогда КПД в среднем 65%.

- нарушение режимов использования (на любом предприятии есть установки с периодическим режимом работы, завоз сырья и отгрузка готовых изделий или отходов осуществляется периодически и т.д.).

Для сокращения потерь на предприятиях целесообразно проведение комплексно разработанных, регулярных и целенаправленных мер энергосбережения.

2. Классификация энергетических потерь

Потери электроэнергии подразделяются:

1. условно-переменные (нагрузочные),

2. условно-постоянные (холостого хода, потери на корону),

3. расход электроэнергии на собственные нужды (условно).

К 1. относятся – потери в активном сопротивлении проводов линии и обмоток трансформаторов. К 2. относятся потери на корону в ЛЭП 220 кВ и выше, потери холостого хода в трансформаторах, потери в конденсаторах и реакторах.

Назначение и виды энергетических балансов

Термин «энергетический баланс» означает полное количественное соответствие (равенство) мезкду расходом топлива и энергии в энергетическом хо­зяйстве для данного момента времени. Энергетический баланс (ЭБ) состоит из двух частей: расходной и приходной.

Приходная часть содержит количественный перечень энергии, поступающей посредством различных энергоносителей.

Расходная часть определяет расход энергии всех видов во всевозможных ее применениях, потери при преобразовании одного вида энергии в другой и при ее транспортировке, а также энергию, накапливаемую (аккумулируемую) в специальных устройствах.

При составлении ЭБ различные энергоресурсы и виды энергии приводятся к единому измерителю. Этим измерителем является тонна условного топлива или джоуль.

В основу построения ЭБ действующего ПП должно быть положено обследование его энергетического хозяйства, технологических и энергетических характеристик оборудования. Для проектируемых предприятий ЭБ строится на основе технологических и проектных разработок. Энергетический баланс позволяет выделить из общего расхода энергии ее полезно израсходованную часть и потери по ее составляющим и тем самым выявить КПД технологического процесса, агрегата, цеха, завода.

Энергетические балансы ПП разделяются на следующие группы:

1) по назначению

- отчетные:

- плановые;

2) по видам энергоносителей

- частные (по отдельным видам топлива и энергии);

- сводные;

3) по объектам изучения

- балансы отдельных видов технологического оборудования;

- балансы цехов;

- балансы предприятия в целом;

4) по принципам составления

- аналитические;

- синтетические;

- нормализованные;

- оптимальные;

5) по принципам оценки использования топлива и энергии

- энтропийные;

- эксергетические.

Отчетные ЭБ отражают фактические показатели производства и потребления топлива и энергии в истекшем периоде и уровень их использования. На основе этих ЭБ можно контролировать энергопотребление предприятия и выполнение соответствующих плановых показателей. Отчетные (фактические) ЭБ делятся на

• синтетические, показывающие распределение подведенных и рас­пределенных энергоносителей внутри предприятия;

• аналитические.

Исходными данными для составления синтетических ЭБ служат материалы эксплуатационного приборного учета и контроля, материалы испытаний, обследований, контрольных замеров и хронометрирования работы оборудования.

Разработку отчетных синтетических ЭБ следует проводить ежегодно для получения надежной и представительной информации о динамике его структуры и тенденциях совершенствования энергетического хозяйства Синтетический ЭБ является документом, на основании которого ведется анализ фактического состояния энергетического хозяйства ПП. В процессе анализа также устанавливаются и исследуются связи энергетики и основного производства, влияние энергетики на основные показатели хозяйственной деятельности предприятия (рентабельность, производительность труда, себестоимость продукции, фондовооруженность труда и т.д.), измерение показателей, характеризующих совершенство отдельных энергетических объектов и предприятия :в целом. Анализ указанных зависимостей по отдельным предприятиям позволяет изучать состояние и тенденции развития энергетического хозяйства отраслей и промышленности в целом, находить оптимальные пропорции фи использовании различных видов топлива и энергии в отраслевом разрезе. Составленные по этим данным отчетные синтетические ЭБ являются документированным подтверждением того, что на рассматриваемое предприятие поступило определенное количество ТЭР и было им израсходовано на свои нужды.

Однако такой баланс не выявляет степень полезного использования энергоресурсов. Глубину и характер использования подведенных энергоносителей отражают так называемые аналитические фактические ЭБ.

Характеристика использования различных энергоносителей на ПП должна отражаться в сводной форме аналитического ЭБ. При этом в качестве исходной величины, подлежащей распределению по статьям полезного использования и потерь, принимается фактическое потребление данного вида энергии, взятое из синтетического баланса. Величина невязки баланса служит критерием для оценки достоверности составленного аналитического баланса (в нормальных условиях она не должна превышать 2,5 величины суммарного расхода энергоносителя). Аналитический баланс может служить основой для оценки энергетической эффективности рассматриваемых процессов, показателями которой являются энергетические КПД.

Основной формой планирования энергопотребления и энергоиспользования на предприятии являются плановые ЭБ. Разработка плановых балансов осуществляется на основе анализа отчетных балансов отдельных процессов, цехов и предприятия в целом. При этом выявляются и оцениваются энергети­ческие потери и резервы экономии энергоресурсов, а также определяются ме­роприятия по реализации скрытых резервов экономии топлива и энергии. Пла­новые балансы, составленные на основе аналитических балансов с учетом технических мероприятий по рационализации энергохозяйства, называются нормализованными. Нормализованные ЭБ строятся с учетом следующих факторов: возможностей дальнейшего совершенствования ЭБ агрегатов и процессов за счет сокращения потерь, интенсификации режима работы, рационализации энергоиспользования, внедрения новой техники и технологии; ликвидации прямых потерь топлива и энергии на всех стадиях производства, распределения и использования энергии; определения наиболее рациональных направлений использования побочных энергоресурсов; выбора наиболее рациональных энергоносителей Для данного предприятия и района его размещения. При составлении нормализованных ЭБ исходят из прогрессивных нормативов полезного потребления и потерь энергии, соответствующих условиям производства. На основе этих балансов составляются планы организационно-технических мероприятий.

Другой формой планового ЭБ является оптимальный баланс. Основная задача этого баланса заключается в определении варианта энергоснабжения предприятия, при котором план выпуска продукции выполняется с минимальными затратами. В отличие от нормализованных ЭБ оптимальные балансы учитывают технико-экономические характеристики энергоснабжения района размещения предприятия.

Основными показателями для составления оптимальных ЭБ являются затраты на использование топлива и энергии в технологических и энергетических процессах производства. Оптимальные ЭБ составляются по нескольким критериям: минимуму расхода топлива, минимуму суммарных затрат на производство продукции и т.д.

Приведем методы составления ЭБ для различных установок, цехов и предприятий. Методику составления балансов рассмотрим на примере балансов электроэнергии (БЭЭ).